[发明专利]一种大型煤电蒸汽储热发电调峰方法

说明书

本发明公开了一种大型煤电蒸汽储热发电调峰方法，对国内常规的660MW超临界空冷机组进行分析，进行多组热力系统分析，对多组热力系统的典型参数进行统计分析，选出最佳机组负荷下的电功率，从而拟定蒸汽蓄热工艺系统。本发明采用高压饱和水蓄热原理，充热过程主蒸汽与低压水混合加热为高压饱和水进行蓄热，放热过程利用低压扩容原理将高压饱和水闪蒸，闪蒸后的低压饱和水继续储存在蓄热罐内，闪蒸后的低压饱和蒸汽经高温过热蒸汽混合加热为低压过热蒸汽，然后进入汽轮机低压缸继续发电，可以针对机组特点、调度要求开发合理的系统方案，将彻底解决火电灵活性，加快实现新型电力系统建设，助力新能源电力发展。

技术领域

本发明涉及储热发电技术领域，尤其涉及一种大型煤电蒸汽储热发电调峰方法。

背景技术

为实现“碳达峰、碳中和”的国家目标，近年来风电、太阳能发电等新能源装机容量迅猛增长，我国电力结构不断的发生变化，而电网的调峰问题日益突出，主要表现为调峰能力不足，对新能源电力消纳和电力供需安全造成很大影响。为此，国家出台了一系列相关政策，要求进一步挖掘燃煤机组的调峰潜力，提升我国火电机组的运行灵活性。

目前我国燃煤火电机组实际技术可调峰幅度可达60～70％。相比之下，西方发达国家热电联产机组普遍采用加蓄热罐的方式来进行灵活性改造，其调峰幅度则可以达到70～80％；而纯凝机组或者纯凝工况下目前只见德国Heilbronn#7机组实现了锅炉侧15～20％超低负荷下的运行案例，其技术措施主要是针对磨煤机、燃烧器、送粉管道等系统来进行相关改造。

由此可见，我国的燃煤发电机组还有很大的调峰提升空间。然而，燃煤机组深度调峰超低负荷运行可能会对机组的安全性、经济性、环保性等方面产生影响，这些问题极大的限制了燃煤机组，特别是对于纯凝机组和耦合型热电联产机组的调峰能力。针对这些问题，国外的一些企业单位、研究机构等均已开展了相关研究，而国内在宽负荷脱硝、风机变频运行方面也有着相关的尝试和研究。

燃煤机组在进行深度调峰改造时，机组的最低稳燃负荷主要受锅炉的燃烧稳定性、环保及辅机系统的安全性等因素的制约。针对热电联产机组，国外主要采用加装蓄热罐的方式来进行灵活性改造，包括蒸汽蓄热技术、熔盐蓄热技术、相变材料蓄热技术以及固体材料蓄热技术等。

针对纯凝机组的灵活性改造还鲜见报道，目前的技术手段主要是针对磨煤机、燃烧器、送粉管道等系统来进行改造，以达到降低煤粉着火热，强化煤粉换热、提高SCR入口温度等目的，然而由于锅炉侧的工程属性很难找到良好手段实现明显的深度调峰和快速调节，相比之下汽轮机侧将会容易得多。

热电联产机组采用蓄热罐技术实现灵活性，只是将蒸汽、电等优质能源以储热原理进行储存，供热期间进行放热以便对外供热，该技术受制于热电联产机组而无法用于纯凝发电机组，无法在全国范围内普及，因此认为开发蒸汽储热发电调峰技术可以实现纯凝机组的灵活性，同时也可兼顾热电机组将储热进行供汽、供暖的功能要求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种大型煤电蒸汽储热发电调峰方法。

本发明提出的一种大型煤电蒸汽储热发电调峰方法，包括以下步骤：

步骤一:对国内常规的660MW超临界空冷机组进行分析，进行多组热力系统分析，对多组热力系统的典型参数进行统计分析，选出最佳机组负荷下的电功率，从而拟定蒸汽蓄热工艺系统；

步骤二:蒸汽蓄热工艺系统中，蓄热蒸汽引自主蒸汽，蓄热冷水引自凝结水，主蒸汽进入蓄热罐后与凝结水充分混合后形成高压高温饱和水以储存热量，由于汽轮机主蒸汽量减少进一步降低发电负荷，蓄热罐的高温高压饱和水进入闪蒸罐，降压闪蒸后释放饱和蒸汽进入闪蒸罐，经蒸汽混合器加热升温为过热蒸汽，满足低压缸进汽参数后进入低压缸发电，若需对外供热也可不经蒸汽混合器，饱和蒸汽直接进入热网首站加热热网循环水对外供暖，也可经蒸汽混合器加热为工业用汽参数后对外供工业蒸汽，蓄热罐排放的饱和热水，进入除氧器，经给水系统送入锅炉；